本帖最后由 tjcrazy 于 2011-12-2 17:37 编辑 . u/ B' k/ ~0 B- P( o, |9 \
G$ ~' s0 n2 U* L% d, k
先来说说成桥状态计算,因为这是悬索桥计算的关键技术,也是所有计算的基础
l7 Q, m8 N" R* q- I. D 成桥状态主要思想是:解析法求解主缆线形→有限元法全桥受力分析→解析法调整主缆线形→有限元法再次全桥受力分析,直至结果收敛。 1 j4 U! K! e/ ]$ `& b2 p
具体步骤如下:
! D- X! N7 {2 D) T+ T1) 通过概念设计方法根据已知资料初步估计悬索桥各构件的尺寸。
0 J4 p' n! r; o- Z2) 根据理想的主梁受力模式(如刚性支撑连续梁、弯曲能量最小等),采取相应的方法获得主梁各吊点的反力。以刚性支撑连续梁为例,可单独建立主梁模型,在主梁吊点处设置竖向刚性支撑,施加恒载作用(包括一期、二期恒载),计算后获得主梁各吊点的反力。 2 y) Q0 E1 H& Q5 k0 a! B
3) 吊索下吊点拉力加上初估的各吊索及索夹自重,可得各吊索上吊点拉力。 $ F* c, I5 ^* e5 b% K* ^
4) 利用主缆线形及索力计算程序,计算得到各跨主缆线形及索力。
# O) s3 j, x# H, ?5 C5) 按照主缆索力修正主缆截面,同时根据主缆线形更新各吊索的长度及其上吊点拉力,重新计算主缆的线形及索力。重复该步骤,直至主缆各节点坐标向量变化值的欧几里德范数小于某一容许误差。
% B/ F0 g1 Z7 t( X- e" |9 l6) 建立有限元模型,施加所有恒载,其中一期、二期恒载等效为主梁的容重。根据各吊索受力,设置吊索单元初应变。
1 ?* R) d8 L- w7 ~9 ]; w7 M7) 按照已经求得的主缆索段受力,设置主缆单元初应变。在节点坐标确定的情况下,各主缆索段的初应变都是水平拉力H的函数,在程序中可利用数组存储。按照索塔所受的初始轴力(即为中、边跨主缆在塔顶处竖向力之和),设置索塔的单元初应变。 8 z# Y& d: o! ~- j
8) 设置好分析选项(包括分析类别、非线性选项、方程求解策略、收敛准则等),求解并提取塔顶及主梁的竖向位移。 / d: o6 D- R6 d1 p! }) I- v( B
9) 若塔顶及主梁的竖向位移均小于10-4m(或其它容许误差),则塔顶的水平位移自然也会很小,此时所得计算结果即为悬索桥的真实成桥受力结果;若塔顶或主梁位移不满足要求,则利用二分法修正主缆及索塔初应变值,重复(7)~(9)步,直至满足要求为止。
1 e9 T, D5 \) C. a! A2 e 获得成桥状态后,再加活载,方可进行悬索桥的活载响应计算。
8 E1 T; o2 I& n+ t5 b6 J$ _. s. e) \
|